製造業の再定義 - 3Dプリント充填システムのインテリジェントな自動化

apc-tec｜ケーススタディ

適合パッケージ

アディティブ・マニュファクチャリングが食品・飲料業界の生産をいかに効率化するか

86％のコスト削減
より少ない部品と短い組立時間でより速い生産
(EU) 1935/2004、(EU) 10/2011、およびGMP基準への準拠
複雑な機械部品を排除し、プログラミングの複雑さを軽減したことによる信頼性の向上
コンパクトな生産環境を実現する省スペース設計

食品包装業界は、効率性、コスト削減、そして厳しさを増す安全規制への適合のバランスを取りながら、常に技術革新を迫られています。伝統的な自動化手法は、多くの場合、大規模なメンテナンスとプログラミングを必要とする、かさばる複雑な機械システムに依存しています。

生産チェーンにおける小さな微調整でさえ、大きな競争上の優位性につながる可能性があり、食品に安全であると宣言された材料を使った付加製造（AM）は、さらに大きな飛躍を可能にすることが証明されつつある。その一例が、製品の取り扱いを一変させ、複雑さ、コスト、処理時間を削減した革新的な拡張フラップ機構である。この画期的なアプローチは、自動化を強化するだけでなく、現代の食品生産で可能なことを再定義している。

「産業用3Dプリンターで生産を効率化することで、コストを削減するだけでなく、機械的な故障のリスクを減らし、長期的な運用の信頼性を確保することができました。

ポール・ボシオネック｜apc-tec GmbH ゼネラル・マネージャー

課題

ある食品メーカーが、デリケートなビスケットスティックを缶に入れるための効率的なソリューションを求めていました。外付けグリッパーを使用する従来の方法では、過剰なスペース、複雑なプログラミング、多数の個別部品が必要で、コスト、処理時間、潜在的なエラーの懸念がありました。さらに、ソリューション全体が厳しい食品接触規制を遵守する必要があると同時に、ペースの速い生産条件下で高い機械的信頼性を維持する必要がありました。

ソリューション

apc-tec GmbHは、包装工程を効率的に自動化するために、コンパクトでインテリジェントな機械システムを開発した。apc-tec社は、従来の外部グリップ機構を使用する代わりに、ビスケットスティックを充填する前に紙製インレイを固定する拡張クランプを缶内に組み込みました。「当社の革新的なソリューションは、従来の製造では実現できなかった方法で、この製造工程を最適化しました。EOSの3Dプリンティングが可能にしたインテリジェントな機械部品設計と、完全な食品接触宣言の組み合わせにより、これは食品安全オートメーションのゲームチェンジャーとなりました」と、apc-tec GmbHのゼネラルマネージャー、Paul Bocionek氏は説明する。

このアプローチにより、必要なコンポーネントの数が大幅に削減され、追加のセンサーや複雑なプログラマブル・ロジック・コントローラーが不要になった。システム全体は、(EU) 1935/2004、(EU) 10/2011、および適正製造規範(GMP)基準に適合するPA 2200を含む、宣言された食品安全材料を使用して設計・製造された。さらに、拡張フラップは高精度の工業用3Dプリンティングで製造され、迅速な試作、反復、生産が可能です。「当社のEOSマシンは高い機械的信頼性を提供するだけでなく、適合するPA 2200材料により、各パーツは効率を損なうことなく厳しい食品業界の要件を満たすことができます」とBocionek氏は強調する。

EOS P3 NEXT

PA 2200

結果

apc-tecのエキスパンディング・フラップを導入することで、生産工程は大幅に効率化され、費用対効果も向上し、食品安全規制にも適合するようになった。AMでしか実現できないコンパクトな設計により、外部グリップ機構が不要になり、より合理的で省スペースなアプローチが可能になった。部品点数の削減により、apc-tecは材料費だけでなく、組み立てやプログラミングにかかる時間や複雑さも最小限に抑えた。「産業用3Dプリンティングで生産を合理化することで、コスト削減だけでなく、機械的故障のリスクも低減し、長期的な運用信頼性を確保することができました」とBocionek氏は述べています。

複数の機械部品が不要になり、システム統合が簡素化されたことで、初期設定コストが15,000ユーロからわずか2,000ユーロに削減され、経済的なインパクトは大きかった。さらに、産業用3Dプリンティングを使用してフラップ全体をワンステップで製造できたため、製造と実装のスケジュールが大幅に短縮されました。この技術により、迅速な設計の反復が可能になり、金型の要件が最小限に抑えられ、従来のサプライチェーンに伴う遅延のないオンデマンド製造が容易になったからです。

コストと効率の改善だけでなく、この新しい部品はEUの食品接触規制とGMP基準に完全に準拠しており、プロセスで使用されるすべての材料とサプライチェーン全体が最高の衛生・安全要件を満たすことを保証する。これにより、AMが食品製造のイノベーションを促進する画期的な例となった。

「当社のソリューションは、従来の製造では実現できなかった方法で、この製造プロセスを最適化しました。EOSの3Dプリンティングが可能にしたインテリジェントな機械部品設計と完全な食品接触宣言の組み合わせにより、これは食品安全オートメーションにとって画期的なものとなりました。"

ポール・ボシオネック｜apc-tec GmbH ゼネラル・マネージャー